多普勒雷达程控跟踪模块设计及控制系统研究

论文摘要

本文根据多普勒雷达测速原理，进行了多普勒雷达程控跟踪模块设计与控制系统研究。文中分析了普通弹多普勒雷达测速数据处理所采用的数学模型和处理方法。针对复合增程弹，根据其弹道特点，利用复合增程弹程控跟踪方法，分析了其多普勒雷达测速数据处理所采用的数学模型。分别采用上述两种方法对复合增程弹进行跟踪测量，对跟踪结果进行分析比较，得出复合增程弹程控跟踪方法的跟踪距离远高于前者。为了具有友好的、操作方便的人机界面，进行了多普勒雷达程控跟踪模块设计。其次，根据多普勒雷达伺服控制原理，进行两相混合式步进电动机的控制系统硬件电路和软件方案研究。文中采用86HS35两相混合式步进电动机作为控制电机，分析了其工作原理，对其动态性能进行仿真分析，得出该系统具有良好的动态响应特性和跟随性；采用M535驱动器作为步进电机的驱动控制器，采用具有低速振动和定位精度高的恒频脉宽细分驱动电路；其主控制单元采用LPC936单片机，提供控制信号。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景和意义
• 1.2 雷达跟踪技术国内外的研究发展概况
• 1.3 完成的主要研究工作
• 2 多普勒雷达测速数据处理
• 2.1 多普勒雷达测速数据处理方法分析
• 2.1.1 天线定向发射电磁波特性分析
• 2.1.2 多普勒雷达测速原理
• 2.1.3 坐标系
• 2.1.4 弹道模型
• 2.1.5 阻力系数换算模型
• 2.2 多普勒雷达测速数据处理方法
• 2.2.1 普通弹多普勒雷达测速数据处理方法
• 2.2.2 复合增程弹多普勒雷达测速数据处理方法
• 2.3 多普勒雷达测速数据处理的软件实现
• 2.3.1 多普勒雷达测速数据处理的软件实现
• 2.4 跟踪计算分析
• 2.4.1 普通弹多普勒雷达测速跟踪计算分析
• 2.4.2 复合增程弹多普勒雷达测速跟踪计算分析
• 2.4.3 对比分析
• 2.4.4 本章小结
• 3 多普勒雷达程控跟踪系统人机界面设计
• 3.1 终端软件系统的启动
• 3.2 测试参数输入
• 3.2.1 普通弹测试参数输入
• 3.2.2 复合增程弹测试参数输入
• 3.3 气动力系数输入
• 3.3.1 阻力系数
• 3.4 弹道计算
• 3.4.1 弹道计算参数设置
• 3.4.2 弹道计算结果
• 3.5 速度数据拟合处理
• 3.6 计算结果
• 3.6.1 普通弹拟合计算结果
• 3.6.2 复合增程通弹拟合计算结果
• 3.7 数据送天线
• 4 多普勒雷达伺服控制系统
• 4.1 雷达伺服控制原理及组成
• 4.2 控制电动机
• 4.2.1 电动机的选择
• 4.2.2 步进电动机的分类
• 4.3 混合式步进电动机的原理及动态方程
• 4.3.1 混合式步进电动机的工作原理
• 4.3.2 混合式步进电动机的动态方程及仿真
• 4.4 步进电动机的驱动控制
• 4.4.1 步进电动机驱动控制系统的组成及其特点
• 4.4.2 步进电动机驱动控制技术
• 4.5 步进电动机的细分驱动
• 4.5.1 步进电动机驱动控制技术
• 4.5.2 细分驱动的特点
• 4.5.3 实现细分的驱动电路
• 4.6 小结
• 5 步进电动机驱动控制系统方案设计
• 5.1 系统概述
• 5.2 系统硬件方案设计
• 5.2.1 单片机主控制单元
• 5.2.2 脉冲分配电路
• 5.2.3 功率驱动电路
• 5.3 系统软件
• 5.3.1 系统软件设计的原则
• 5.3.2 主程序设计
• 5.3.3 中断服务程序设计
• 5.4 本章小结
• 6 系统性能仿真
• 7 结束语
• 致谢
• 参考文献